内容正文:
专题2《化学反应速率与化学平衡》练习题
一、单选题
1.在容积不变的密闭容器中发生反应2NO22NO+O2,能说明该反应已达化学平衡状态的是
①生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③v(NO2)∶v(NO)∶v(O2)=2∶2∶1
④混合气体的颜色不再改变
⑤混合气体的密度不再改变
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变
A.①④⑥ B.②③⑤ C.①③④ D.④⑤⑥
2.汽车尾气中的有害气体可通过如下反应实现转化:。下列说法正确的是
A.每转化,转移电子数为
B.该反应,
C.其他条件相同,越大,NO的平衡转化率越大
D.其他条件相同,使用催化剂,正反应速率增大,逆反应速率减小
3.苯和液溴反应进程中的能量变化如图所示。已知:
①断裂化学键所需要的能量():
413
276
194
366
②
③
下列叙述不正确的是
A.该反应的 B.第二步是该反应的决速步骤
C.该反应的原子利用率约为 D.可用溶液除去产物溴苯中混有的
4.利用计算机技术测得在甲、乙两种催化剂作用下由正丁烷(g)制备1-丁烯(g)的反应历程如下,其中甲、乙催化剂表面的物种均用*号标注,过渡态均用TS表示,下列说法中正确的是
A.选用催化剂甲时的最高能垒(活化能)为
B.选用催化剂乙时,相对能量从的过程为正丁烷的吸附过程
C.为放热反应
D.若只从平均反应速率快慢角度考虑,生产中适宜选用催化剂甲
5.用一定体积、一定浓度的盐酸跟过量的锌反应制取一定体积的氢气,为了提高化学反应速率而又不影响生成氢气的体积,下列措施中合理的是
A.加少量稀硫酸 B.加热 C.加蒸馏水 D.加少量蓝矾
6.将3.0molA和1.5molB在3L的容器中混合并在一定条件发生反应2A(g)+B(s)⇌2C(g) ΔH=-akJ·mol-1,经2s后测得C的浓度为0.3mol·L-1,则下列计算正确的是
A.用A表示的平均反应速率为0.3mol·L-1·s-1
B.2s时物质A的浓度为0.7mol·L-1
C.用B表示的平均反应速率为0.075mol·L-1·s-1
D.2s内,A和B反应放出的热量为0.15akJ
7.下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是
A.用排饱和食盐水法收集
B.由、、HI气体组成的平衡体系加压后颜色变深
C.可用浓氨水和NaOH固体快速制氨气
D.在含有的红色溶液中加铁粉,振荡静置,溶液颜色变浅或褪去
8.某恒容密闭容器中进行反应:SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=akJ·mol-1;某科研小组通过实验测出SO2的转化率(SO2、NO起始量一定)随条件P的变化情况如图所示,下列说法中正确的是
A.10~15min内反应速率小于15~20min的反应速率,P为升高温度
B.10~20min内反应速率小于20~40min的反应速率,P为减小SO3的浓度
C.10~15min内反应速率大于40~50min的反应速率,P为减小压强
D.该反应中,随着反应物浓度的减小,反应速率一直减小
9.在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应 ,相关数据如表:
容器1
容器2
容器3
反应温度()
450
450
600
起始量
、
、
平衡浓度
c1
c2
c3
容器内总压强p
p1
p2
p3
平衡转化率
平衡时的百分含量
平衡常数
K1
K2
K3
下列各项关系中全部正确的
A.c3<c1、p3<p1 B.、
C.、 D.、
10.为探究浓度对化学平衡的影响,某同学进行如下实验:
已知:i.中发生的化学反应为:
下列说法不正确的是:
A.若i中加入KSCN溶液的体积改为2mL,不具有说服力,无法达到实验目的
B.观察到现象a比现象b中红色更深,即可证明增加反应物浓度,平衡正向移动
C.进行ii、iii对比实验的主要目的是防止由于溶液体积变化引起各离子浓度变化而干扰实验结论得出
D.若将ii中加入试剂更换为3滴1mol/LKCl溶液,记为现象c,则平衡逆向移动,现象c比现象b红色更浅
11.苯酚与FeCl3溶液的显色反应原理可表示为Fe3++6⇌6H++下列说法不正确的是
A.苯酚的电离方程式是⇌H++
B.紫色物质的生成与c(Fe3+)有关
C.向苯酚与FeCl3混合溶液中滴加盐酸,溶液颜色变浅
D.如图所示进行实验,可探究阴离子对显色反应的影响
12.已知X转化为Z和W分步进行:①,②,其反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.是反应①的活化能
B.的能量一定低于的能量
C.
D.反应②更容易发生,气体Y很难大量存在
二、填空题
13.已知可逆反应2NO(g)N2(g)+O2(g)。该反应的平衡常数表达式为 。若在某温度下达到平衡时C(N2)=0.05mol·L-1,C(O2)=0.05mol·L-1,c(NO)=0.1mol·L-1。该反应的平衡常数为 。保持温度不变,将容器体积缩小一半,则平衡常数 (填增大、减小或不变)。
14.I.CO2可用来生产燃料甲醇。CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=- 49kJ·mol-1。在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和2molH2,一定条件下发生上述反应,测得的浓度随时间的变化如表所示:
时间/
0
3
5
10
15
浓度/mol/L
0
0.3
0.45
0.5
0.5
(1)H2的平衡转化率= 。该条件下上述反应的平衡常数K= 。
(2)下列措施中能使平衡体系中增大且不减慢化学反应速率的是_______。
A.升高温度 B.充入He(g),使体系压强增大
C.再充入1molH2 D.将H2O(g)从体系中分离出去
(3)当反应达到平衡时,H2的物质的量浓度为c1,然后向容器中再加入一定量H2,待反应再一次达到平衡后,H2的物质的量浓度为c2,则c1 c2(填“>”、“<”或“=”)。
(4)要提高CO2的转化率,可以采取的措施是 (填序号)。
A.加入催化剂 B.增大CO2的浓度 C.通入惰性气体 D.通入H2 E.分离出甲醇
(5)T℃时,向恒容密闭容器中充入CO2和H2,发生反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H。在使用不同催化剂时,相同时间内测得CO2的转化率随温度的变化如下图所示。
则催化效果最佳的是催化剂 (填“I”、“II”或“III”)。如果a点已经达到平衡状态,则b点的v正 v逆(填“>”、“<”或“=”),c点转化率比a点低的原因是 。
15.在一密闭的2L容器中装有2mol和1mol,在一定条件下开始反应。2min末测得容器中有1.6mol,请计算:
(1)2min末的浓度 ;
(2)2min内的平均反应速率 ;
(3)2min末的转化率() 。(提示:需写出计算过程)
16.已知2A2(g)+B2(g)2C(g) ΔH=-akJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A2和1 mol B2,在500 ℃时充分反应达到平衡后C的浓度为wmol/L,放出热量bkJ。
(1)a b(填“>”“=”或“<”)。
(2)若将反应温度升高到700 ℃,该反应的平衡常数将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若在原来的容器中,只加入2 mol C,500 ℃时充分反应达到平衡后,吸收热量ckJ,C的浓度 wmol/L(填“>”“=”或“<”),a,b,c之间满足何种关系: (用等式表示)。
(4)能说明该反应已经达到平衡状态的是 。
a.v(C)=2v(B2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(A2)=2v正(B2) d.容器内的密度保持不变
(5)使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的操作是 。
a.及时分离出C气体 b.适当升高温度
c.增大B2的浓度 d.选择高效的催化剂
(6)若将上述容器改为恒压容器(反应前后气体压强相同),起始时加入2 mol A2和1 mol B2,500 ℃时充分反应达到平衡后,放出热量dkJ,则d b(填“>”“=”或“<”),理由是 。
17.问题与讨论
(1)上述实验探究中,你用到了哪些科学方法?
(2)不同化学反应进行的快慢差别很大,在科学研究中,如何描述一个反应进行的快慢?
(3)上述实验探究中,你得出了什么结论?
(4)定量描述-通过实验测量来判断反应的快慢
18.在一定条件下,将3molA 和1mol B 两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+ 2D(g)。2min末该反应达到平衡,生成0.8mol D ,并测得C的浓度为0.2mol·L-1。请填空:
(1)x=
(2)温度降低,平衡向右移动,则正反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)B的转化率为 。
(4)能判断该反应达到平衡状态的依据是 (填编号)
A.混合气体的密度不变
B.容器中的压强不再变化
C. 生成D的反应速率是生成B的反应速率的2倍
D.单位时间内生成3molA,同时生成1molB
(5)2min内平均速率v(A)= 。
19.在2 L的密闭容器中,加入1 mol N2和3 mol H2,发生,在2 s末时,测得容器中含有0.4 mol的NH3,求该反应的v(NH3)= ,v(N2)= ,v(H2)= 。
三、计算题
20.AX(g)+2X2(g)AX5(g)在容积为10L恒定不变的密闭容器中进行。起始时AX和X2均为1.3mol,分三组进行实验,每组只改变一个条件且改变条件均不同。反应体系总压强随时间的变化如图所示。(计算结果均保留两位有效数字)
(1)计算实验1反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)=________________。
(2)图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为______(填实验序号);
与实验1相比,其他两组改变的实验条件及判断依据是:2____________,3_________。
(3)用p1表示开始时总压强,p2表示平衡时总压强,α表示AX的平衡转化率,则α的表达式为____________;实验1和2的平衡转化率:α1为___________,α2为_________________。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【详解】试题分析:在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。则①生成n mol O2的同时生成2n mol NO2表示正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,①正确;②生成n mol O2的同时生成2n mol NO均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,②错误;③v(NO2)∶v(NO)∶v(O2)=2∶2∶1不能说明正逆反应速率相等,反应不一定达到平衡状态,③错误;④颜色深浅和浓度有关系,所以混合气体的颜色不再改变说明反应达到平衡状态,④正确;⑤密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,即密度始终是不变的,⑤不正确;⑥混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值,质量不变,但物质的量是变化的,所以⑥可以说明,答案选A。
考点:考查平衡状态判断
2.A
【详解】A.电子得失守恒得到关系式为NO~2e-,即1molNO转移2mol电子数目为2×6.02×1023,A项正确;
B.该反应能自发进行,ΔH-TΔS<0,又ΔS<0,所以ΔH<TΔS<0,B项错误;
C.该比值越大即n(NO)不变,减少CO的物质的量,平衡逆向,该反应NO的转化率降低,C项错误;
D.加入催化剂可同等倍数增加正逆反应速率,D项错误;
故选A。
3.A
【详解】A.∆H=反应物的总键能-生成物的总键能,已知、断裂1mol Br2(g)需要能量为194kJ,则断裂1mol Br2(l)需要能量为224kJ,该反应苯上断裂C-H键、Br2(l)断裂Br-Br键,生成C-Br键和H-Br键,则∆H=(413+164)-( 276+366)=-95kJ/mol,故A错误;
B.第二步的正活化能比第一步的大,活化能越大反应速率越慢,最慢的那一步是该反应的决速步骤,故B正确;
C.由,期望产物是溴苯其质量为157g,生成物有溴苯和HBr,总质量为157+81=238g,则原子利用率约为,故C正确;
D.溴可与氢氧化钠反应,而溴苯不反应,可用于除杂,故D正确;
故选:A。
4.B
【详解】A.由图可知,选用催化剂甲时的最高能垒为1.29eV,故A错误;
B.由图可知,选用催化剂乙时,相对能量从0.00eV→0.29eV的过程为正丁烷在催化剂表面的吸附过程,故B正确;
C.由图可知,正丁烷分解的反应为生成物总能量高于反应物总能量的吸热反应,故C错误;
D.反应的活化能越小,反应速率越快,反应的活化能越大,反应速率越慢,由图可知,选用催化剂乙时,反应的活化能小于催化剂甲,则只从平均反应速率快慢角度考虑,生产中适宜选用催化剂乙,故D错误;
故选B。
5.D
【详解】A.加少量稀硫酸,增加氢离子的物质的量,生成氢气的体积会增加,A不符合;
B.加热,促进盐酸挥发,氢离子的物质的量减少,生成的氢气体积减少,B不符合;
C.加蒸馏水,降低了盐酸中氢离子的浓度,反应速率会减小,C不符合;
D.加少量蓝矾,锌置换出铜,构成原电池,加快反应速率,且不影响生成氢气的体积,D符合;
答案选D。
6.B
【详解】A.2s 后测得C 的浓度为0.3 mol/L,则2s内A的浓度降低0.3 mol/L,用A表示的平均反应速率为0.15 mol·L-1·s-1,A错误;
B.2s内A的浓度降低0.3 mol/L,则2s时物质A的浓度为1mol·L-1-0.3mol·L-1=0.7mol·L-1,B正确;
C.B为固体,不能用B来表示化学反应速率,C错误;
D.根据热化学反应方程式,生成2molC放出a kJ能量,题中生成c是0.9mol,2s内,A和B反应放出的热量为 kJ=0.45kJ,D错误;
答案选B。
7.B
【详解】A.氯水中存在平衡Cl2+H2OHClO+H++Cl-,排饱和食盐水时,c(Cl-)增大,平衡逆向移动,Cl2溶解度减小,能用勒夏特列原理解释,故A不选;
B.反应(g)+2HI(g)为反应前后气体体积不变的反应,加压后平衡不移动,但体积减小,碘的浓度增大,颜色变深,气体颜色变深与平衡移动无关,不能用勒夏特列原理解释,故B选;
C.浓氨水中存在平衡NH3+H2ONH3H2ONH +OH-,向浓氨水中加入NaOH固体,提供OH-,c(OH-)增大,平衡逆向移动,同时NaOH固体溶解放热,促进氨气逸出,可快速制氨气,能用勒夏特列原理解释,故C不选;
D.溶液中存在化学平衡Fe3++3SCN-,加入铁粉,发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+,c(Fe3+)减小,平衡正向移动,溶液颜色变浅或褪去,能用勒夏特列原理解释,故D不选;
答案选B。
8.A
【详解】在相同时间内,转化率变化值越大,表明反应中消耗的反应物越多,反应速率越大。
A.由题图数据知,10~15min、15~20min内,反应物转化率变化值分别为3.7%、4.5%,故后一个时间段内反应速率较快,随着反应的进行,反应物浓度减小,又因容器容积不变,故改变的条件只能是升温,故A正确,
B.由题图数据知,10~20min、20~40min内,反应物转化率变化值分别为8.2%、10.3%,故后一个时间段内反应速率较快,随着反应的进行,反应物浓度减小,又因容器容积不变,故改变的条件只能是升温,故B错误;
C.由题图数据知,10~15min、40~50min内,反应物转化率变化值分别为3.7%、1.4%,故后一个时间段内反应速率较慢,SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)该反应前后气体计量数不变,故改变压强平衡不移动,改变条件只能是降温,故C错误;
D.该反应中,随着反应物浓度的减小,反应速率会减小,但随温度升高,反应速率会增大,故D项错误。
故答案选A。
9.D
【详解】A.容器1与容器3起始投入量相同,容器3得温度更高,温度升高,由于是放热反应,平衡逆向移动,所以c3<c1,总物质的量增加,p3>p1,故A错误;
B.对比容器的特点,将容器1和容器2对比容器2中加入4molSO3等效于在相同条件下反应物投入量为4molSO2、2molO2,容器2中起始反应物物质的量为容器1的2倍,容器2相当于在容器1达到平衡后增大压强,平衡向正反应方向移动,平衡时,根据A选项分析可知,故B错误;
C.容器1与容器2温度相同,故,根据B选项分析可知,故C错误;
D.容器3温度高于容器2,由于反应放热,所以,若容器2是容器1容积的2倍,两者建立的平衡完全相同,此时应存在,由于容器2的平衡相当于容器1的平衡加压,将减小,则,故D正确;
故选D。
10.D
【分析】该反应为可逆反应,由可知,反应的离子方程式为;
【详解】A.将i中加入KSCN溶液的体积改为2mL,则氯化铁过量,不仅有浓度问题,还有反应物的用量问题,故不具有说服力,无法达到实验目的,A正确;
B.现象a比现象b中红色更深,说明ii中生成物的浓度增大,即可证明增加反应物浓度,平衡正向移动,B正确;
C.进行ii、iii对比实验是取用相同体积的反应物和水,主要目的是排除溶液体积变化的影响,C正确;
D.由分析可知,钾离子、氯离子不影响平衡移动,若将ii中加入试剂更换为3滴1mol/LKCl溶液,相当于实验iii加入3滴水,故现象c与现象b红色相近,D错误;
故选D。
11.D
【详解】A.苯酚是弱酸,电离方程式为:⇌H++,A正确;
B.紫色物质是铁离子与苯酚反应生成的,与铁离子浓度有关,B正确;
C.加入盐酸,氢离子浓度增大,平衡逆向移动,溶液的颜色变浅,C正确;
D.铁离子浓度不同,且阴离子不同,应控制铁离子浓度相同,探究阴离种类对显色反应的影响,D错误;
故选D。
12.D
【详解】A.从图中可以看出,Ea1是活化分子所具有的平均能量与反应物分子平均能量的差值,所以Ea1是反应①的活化能,A项错误;
B.从图中可以看出,的能量低于和的能量之和,但不能确定的能量一定低于的能量,B项错误;
C.由图中信息可以得出,Y(g)+2W(g)Z(g)+3W(g) △H=+(Ea3-Ea4)kJ∙mol-1,C项错误;
D.从图中可以看出,反应②的活化能比反应①小,所以反应②更容易发生,反应①生成的Y(g)很容易发生转化,所以气体Y很难大量累积,D项正确;
答案选D。
13. 不变 0.25
【详解】根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积;该反应的平衡常数表达式为;
将容器体积缩小一半,但是保持温度不变,因此平衡常数不变;
该反应的平衡常数表达式为,将数据带入可得:K==0.25。
14.(1) 75% 4
(2)C
(3)<
(4)DE
(5) Ⅰ > 该反应放热,温度升高,平衡逆向移动
【详解】(1)根据表中数据,甲醇平衡时的浓度为0.5mol/L,依据反应方程式可知,达到平衡时,消耗氢气的浓度为0.5mol/L×3=1.5mol/L,氢气平衡时的转化率为×100%=75%,达到平衡时c(CH3OH)=c(H2O)=0.5mol/L,c(CO2)=(1mol/L-0.5mol/L)=0.5mol/L,c(H2)=(2mol/L-1.5mol/L)=0.5mol/L,平衡常数K==4;故答案为75%;4;
(2)A.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,甲醇的物质的量减小,二氧化碳物质的量增大,即升高温度,该比值减小,故A不符合题意;
B.恒容状态下,充入He(g),体系压强增大,但组分浓度不变,化学平衡不移动,该比值不变,故B不符合题意;
C.再充入1mol氢气,浓度增大,反应速率加快,增加反应物浓度,平衡向正反应方向移动,甲醇物质的量增大,二氧化碳物质的量减小,该比值增大,故C符合题意;
D.将水蒸气从体系中分离出来,化学反应速率减慢,故D不符合题意;
故答案为C;
(3)达到平衡时,再通入氢气,虽然平衡向正反应方向移动,但氢气浓度比原平衡大,即c1<c2;故答案为<;
(4)A.加入催化剂,对化学平衡移动无影响,即CO2的平衡转化率不变,故A不符合题意;
B.增大CO2的浓度,平衡虽然向正反应方向移动,但CO2的转化率降低,故B不符合题意;
C.恒容状态下,通入惰性气体,虽然气体压强增大,但组分浓度不变,化学平衡不移动,即二氧化碳的转化率不变,故C不符合题意;
D.通入氢气,平衡向正反应方向移动,二氧化碳转化率增大,故D符合题意;
E.分离出甲醇,平衡向正反应方向移动,二氧化碳转化率增大,故E符合题意;
故答案为DE;
(5)根据图中可知,相同温度下,催化剂Ⅰ的催化效果最大,即催化效果最佳的是催化剂Ⅰ;a点达到平衡,加入催化剂,对化学平衡移动无影响,b点没有达到平衡,二氧化碳转化率增大,说明反应向正反应方向进行,即v正>v逆;a点达到平衡,c点也是平衡点,但c点温度高于a点,该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,二氧化碳转化率降低;故答案为Ⅰ;>;该反应放热,温度升高,平衡逆向移动。
15.(1)
(2)
(3)20%
【分析】
【详解】(1)根据分析,2min末的浓度为;
(2)根据分析,2min内的平均反应速率v=;
(3)根据分析,2min末的转化率=×100%=20%。
16. > 减小 = a=b+c bc c > 由于始终保持较大压强,故反应物的转化率较高,生成的C比恒容时多,则放出的热量也多
【分析】(1)在可逆反应中反应物的转化率不可能达到100%;
(2)正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动;
(3)正向投2molA2和1molB2,与逆向投2molC,是等效平衡;
(4)可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质物质的量、物质的量浓度、百分含量都不变,以及由此引起的一系列物理量不变;
(5)该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应,为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动,应该采用增大反应物浓度方法;
(6)恒压条件下,由于始终保持较大压强,平衡正向移动,转化率增大,放出热量较多。
【详解】(1)2A2(g)+B2(g)⇌2C(g);△H=-a kJ/mol(a>0)中的a表示2molA2完全反应时放出akJ热量,因为该反应是可逆反应,加入2molA2时,A2反应的物质的量小于2mol,所以放出的热量a>b;
(2)正反应方向放热,升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,K减小;
(3)相同条件下,2mol C达到平衡状态时,与加入2mol A2和1mol B2建立完全相同的平衡状态,即等效平衡,C=w mol/L,即从化学平衡状态到完全反应生成2molC,放出热量为c kJ,由于等效平衡的正逆反应转化率之和等于1,则b+c=a;
(4)a.V(C)=2V(B2)时,该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态,与反应初始浓度及转化率有关,不能据此判断平衡状态,故a错误;
b.该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应,当容器内压强保持不变时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故b正确;
c.V逆(A2)=2V正(B2),此时V(A2)的正逆反应速率不相等,反应达到平衡状态,故c正确;
d.反应在500℃下进行,温度保持不变,则容器内温度保持不变,不能说明达到平衡状态,故d错误;
故答案为:bc;
(5)a.及时分离出C气体,平衡正向移动,但反应速率减小,故a错误;
b.适当升高温度反应速率增大但平衡逆向移动,故b错误;
c.增大B2的浓度,平衡正向移动且反应速率增大,故c正确;
d.选择高效的催化剂,反应速率增大但平衡不移动,故d错误;
故答案为:c;
(6)由于给定反应是一个气体体积减小的反应,恒压条件下,相当给原平衡加压,平衡正向移动,转化率变大,生成的C比恒容时多,放出热量增多,即d>b。
【点睛】可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据:①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态,对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了,即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态,关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化,即变量不再发生变化。
17.(1)用了控制变量法、转换法等。影响反应速率的因素有多个,用控制变量法逐个探究其对反应速率的影响规律;化学反应速率并不易直接观察认识,可以通过转化为测量反应中气体体积等来测定反应速率的大小
(2)①冒气泡快慢 ②颜色变化快慢③固体物质的减少快慢④出现浑浊的快慢⑤温度变化等
(3)①一般情况下,其他条件相同时,增大浓度,化学反应速率增大。减小浓度,化学反应速率减小。
②一般情况下,其他条件相同时,升高温度,化学反应速率增大。降低温度,化学反应速率减小。
③一般情况下,其他条件相同时,加入催化剂,化学反应速率显著增大。
对于有气体参加的反应,改变压强同样可以改变化学反应速率
(4)①测定气体的体积或体系的压强;
②测定物质的物质的量的变化;
③测定离子浓度的变化;
④测定体系的温度或测定反应的热量变化
【详解】(1)用了控制变量法、转换法等。影响反应速率的因素有多个,用控制变量法逐个探究其对反应速率的影响规律;化学反应速率并不易直接观察认识,可以通过转化为测量反应中气体体积等来测定反应速率的大小
(2)①冒气泡快慢 ②颜色变化快慢③固体物质的减少快慢④出现浑浊的快慢⑤温度变化等
(3)①一般情况下,其他条件相同时,增大浓度,化学反应速率增大。减小浓度,化学反应速率减小。
②一般情况下,其他条件相同时,升高温度,化学反应速率增大。降低温度,化学反应速率减小。
③一般情况下,其他条件相同时,加入催化剂,化学反应速率显著增大。
对于有气体参加的反应,改变压强同样可以改变化学反应速率
(4)①测定气体的体积或体系的压强;
②测定物质的物质的量的变化;
③测定离子浓度的变化;
④测定体系的温度或测定反应的热量变化
18. 1 放热 40% BC 0.3mol/(L•min)
【分析】(1)计算出C的物质的量,利用C、D物质的量之比等于化学计量数之比求x;
(2)降低温度平衡向放热反应方向移动;
(3)根据C求出转化的B的物质的量,利用转化率定义计算;
(4)可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等(同种物质)或正逆反应速率之比等于系数之比(不同物质),平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,由此衍生的一些物理量不变,以此分析;
(5)根据v=计算。
【详解】(1)平衡时,n(C)=2L×0.2mol•L-1=0.4mol,利用C、D物质的量之比等于化学计量数之比,则:x:2=0.4mol:0.8mol,解得x=1;
(2)温度降低,平衡向右移动,降低温度向放热反应方向移动,所以正反应为放热反应;
(3)平衡时,n(C)=0.4mol,由方程式3A(g)+B(g) C(g)+2D(g)可知,转化的B的物质的量n(B)=n(C)=0.4mol,所以B的转化率α=×100%=40%;
(4)A.反应混合物都为气体,根据质量守恒,混合气体的总质量不变,体积为定值,密度自始至终不变,不能说明到达平衡状态,故A错误;
B.反应为反应前后气体体积减小的反应,固定容积的密闭容器,容器中的压强不再变化,说明气体的总物质的量不再发生变化,说明到达平衡状态,故B正确;
C.生成D的反应速率表示正反应速率,生成B的反应速率表示逆反应速率,正逆反应速率之比等于系数之比(不同物质),说明达到平衡状态,故C正确;
D.都表示逆反应速率,自始至终都按2molA:1molB进行反应,不能说明到达平衡状态,故D错误;
故答案为BC;
(5)2min内平均速率v(C)==0.1 mol/(L•min),则v(A)=v(C) ×=0.3 mol/(L•min)。
19. 0.1 mol/(L·s) 0.05 mol/(L·s) 0.15 mol/(L·s)
【详解】化学反应速率是单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。在2 L的密闭容器中,加入1 mol N2和3 mol H2,发生,在2 s末时,测得容器中含有0.4 mol的NH3,则该反应的v(NH3)=;
同一化学反应,用不同物质表示反应速率时,速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比, v(NH3)=0.1 mol/(L·s),则v(N2)=v(NH3)=0.05 mol/(L·s),v(H2)=v(NH3)=0.15 mol/(L·s)。
20.(1)3.3×10-4mol·L-1·min-1(2)3>2>1 升高温度 加入催化剂(3)α=1-或 15% 13%
【详解】试题分析:(1)①起始时AX3和X2均为1.3mol,即no=2.6mol,总压强为260KPa,平衡时总压强为220KPa,设平衡时总物质的量为n,根据压强之比就等于物质的量之比有:220kPa/260kPa=n/2.6mol,n=2.2mol
AX(l)+2X2(g)AX5(g)
初始 (mol) 1.3 1.3 0
变化(mol) x 2x x
平衡 (mol) 1.3-x 1.3-2x x
(1.3-x)+(1.3-2x)+x=2.2
x=0.2 v(AX5)=0.2mol/10L÷60min=3.3×10-4 mol·L-1·min-1
②根据到3组实验达平衡用时的多少可以比较出反应速率的大小为:3>2>1;
与实验1相比,3实验到达平衡的时间变小,但平衡没有发生移动,所以为使用催化剂;2实验到达平衡时总压强变大,说明平衡逆向移动,而化学反应速率变大,考虑到该反应是放热反应,所以是升高温度所导致的;③用p1表示开始时总压强,p2表示平衡时总压强,α表示AX的平衡转化率,根据压强之比就等于物质的量之比有:p1/ p2=2.6/n,n="2.6" p2/ p1
AX(g)+2X2(g)AX5(g)
初始 (mol) 1.3 0.3 0
变化(mol) x 2x x
平衡 (mol) 1.3-x 1.3-2x x
(1.3-x)+(1.3-2x)+x=n x="1.3-n/2=1.3-1.3" p2/ p1
α=x/1.3=1-; α1=1-220/260=15% α2=1-240/275=13%
考点:考查了热化学方程式的书写、化学反应速率、转化率的求算、影响化学反应速率和化学平衡的因素等内容
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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